旋翼地面效应的气动建模与特性 被引量：6

1

作者 谭剑锋 周天熠 +1 位作者 王畅 于领军 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期106-116,共11页

地面对旋翼气动特性影响明显,且导致旋翼流场更加复杂。为分析地面效应下的旋翼桨尖涡和流场变化特性,基于涡面和无滑移边界条件,求解第2类Fredholm方程获得地面涡面矢量分布,且将涡面矢量按涡扩散方程扩散到流体中,建立考虑黏性效应的... 地面对旋翼气动特性影响明显,且导致旋翼流场更加复杂。为分析地面效应下的旋翼桨尖涡和流场变化特性,基于涡面和无滑移边界条件,求解第2类Fredholm方程获得地面涡面矢量分布,且将涡面矢量按涡扩散方程扩散到流体中,建立考虑黏性效应的地面气动模型,并耦合非定常面元/黏性涡粒子混合法以体现旋翼桨叶气动特性和旋翼尾迹的非定常效应,构建旋翼地面效应气动分析方法。通过计算Lynx尾桨地面效应下的性能和桨尖涡轨迹,并计算Maryland大学模型旋翼和NASA缩比旋翼地面效应下的垂向、径向速度分布,且与试验和CFD计算结果对比,验证了本文方法能较好捕捉地面效应下的旋翼尾迹变化特性和复杂速度场特性,且结果表明本文方法能较好模拟地面效应下旋翼桨尖涡的收缩、扩散、井喷、地面射流等物理现象。 展开更多

关键词 地面效应 地面射流 地面气动模型 涡面 涡粒子法 旋翼

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尾流撞击效应对轴流压气机下游叶排涡面的影响 被引量：5

2

作者 周晓勃 周盛 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期608-614,共7页

针对某高负荷高压压气机末级,通过研究上游转子尾迹涡面周期性扫掠对下游静子涡面的影响,从涡面非定常作用的角度分析流场时空结构.结果表明,流场性能的改善与涡面时空结构相对应,尾迹涡面同分离涡面的相互作用可显著降低流动损失;与上... 针对某高负荷高压压气机末级,通过研究上游转子尾迹涡面周期性扫掠对下游静子涡面的影响,从涡面非定常作用的角度分析流场时空结构.结果表明,流场性能的改善与涡面时空结构相对应,尾迹涡面同分离涡面的相互作用可显著降低流动损失;与上游尾迹涡面发生耦合的是叶片尾缘旋涡交替脱落频率而非吸力面前缘分离涡不稳定频率. 展开更多

关键词 轴流压气机 流场时空结构 尾流撞击效应 涡面

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二维扩压叶栅非定常涡面分析 被引量：3

3

作者 周晓勃 侯安平 周盛 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1466-1473,共8页

轴流压气机内流动是典型的非定常旋涡流动,而现有压气机分析设计体系在定常假设下以流场空间结构为对象.研究压气机内真实流动的途径之一是分析流场时空结构.把转/静叶片交错排列简化为单叶片排,再简化成2-D扩压叶栅.从叶栅非定常涡面... 轴流压气机内流动是典型的非定常旋涡流动,而现有压气机分析设计体系在定常假设下以流场空间结构为对象.研究压气机内真实流动的途径之一是分析流场时空结构.把转/静叶片交错排列简化为单叶片排,再简化成2-D扩压叶栅.从叶栅非定常涡面的角度来描述非定常旋涡流场时空结构.作为举例,利用合成射流控制涡面演化,改善流场时空结构.此涡面简化模型可为进一步研究叶轮机叶排间干扰复杂流场的时空结构提供分析工具. 展开更多

关键词 轴流压气机 非定常旋涡流动 涡面 流场时空结构

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非黏性泥石流的涡滚形成机理研究

4

作者 王勇智 唐红梅 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第4期124-127,共4页

通过对涡滚形成过程中的物理和动力学特性的分析,发现非黏性泥石流的涡滚形成与泥石流的紊动和扰动有密切联系,进而通过对紊动和扰动形态的分析及推理,得到了非黏性泥石流涡流形成的判断依据,此研究为泥石流流速进一步研究奠定了基础,... 通过对涡滚形成过程中的物理和动力学特性的分析,发现非黏性泥石流的涡滚形成与泥石流的紊动和扰动有密切联系,进而通过对紊动和扰动形态的分析及推理,得到了非黏性泥石流涡流形成的判断依据,此研究为泥石流流速进一步研究奠定了基础,同时对从能量角度对泥石流的破坏力以及冲击过程中的协带能力研究打下了基础. 展开更多

关键词 涡滚 涡面 涡度 非黏性泥石流

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带尾涡面的三维复杂外形亚音速有限元计算

5

作者 夏南 庄礼贤 张宏 《南昌工程学院学报》 CAS 1994年第S1期30-35,共6页

一、前言 对三维复杂外形的亚音速有限元分析系采用全速势方程作控制方程,用Galerkin加权余量法形成有限元方程。采用四面体线性插值单元分别对不可压流与马赫数1以下的可压流进行了计算,并给出在不同攻角下各剖面的速度、压力分布及气... 一、前言 对三维复杂外形的亚音速有限元分析系采用全速势方程作控制方程,用Galerkin加权余量法形成有限元方程。采用四面体线性插值单元分别对不可压流与马赫数1以下的可压流进行了计算,并给出在不同攻角下各剖面的速度、压力分布及气动力系数。 展开更多

关键词 全速势方程 涡面 气动力系数 线性插值 加权余量法 无旋流动 带尾 压力分布 子午面 四面体单元

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三维机翼尾涡面卷曲的数值模拟 被引量：1

6

作者 谭廷寿 张元坤 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2005年第6期844-847,共4页

采用离散涡环法来模拟三维机翼的升力效应,机翼尾涡面由双曲四边形面元进行离散,每个面元上布置线性偶极子分布,由尾涡面上的运动学条件来确定三维涡面卷曲形状,在诱导速度计算中引入了非奇异化的光滑参数,数值模拟结果显示了本方法的... 采用离散涡环法来模拟三维机翼的升力效应,机翼尾涡面由双曲四边形面元进行离散,每个面元上布置线性偶极子分布,由尾涡面上的运动学条件来确定三维涡面卷曲形状,在诱导速度计算中引入了非奇异化的光滑参数,数值模拟结果显示了本方法的有效性,与试验结果和其他数值方法相比是吻合的. 展开更多

关键词 机翼 涡面卷曲 涡环法

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伯努利定理适用条件分析 被引量：4

7

作者 朱绪力 滕桂荣 +1 位作者 陈庆光 韩宝坤 《力学与实践》 北大核心 2014年第1期92-94,共3页

本文分析了以理想流体的运动微分方程推导伯努利定理时所利用的限制条件,对有势力作用下不可压缩流动的流场中应用伯努利定理的矢径微分量、速度、涡量之间的关系进行了深入讨论.分析结果表明当流动为无旋流动或螺旋流时,伯努利常数在... 本文分析了以理想流体的运动微分方程推导伯努利定理时所利用的限制条件,对有势力作用下不可压缩流动的流场中应用伯努利定理的矢径微分量、速度、涡量之间的关系进行了深入讨论.分析结果表明当流动为无旋流动或螺旋流时,伯努利常数在流场各点取相同值;伯努利常数在流涡面上各点取值相等,沿流线或涡线积分均为在流涡面上积分的特殊情况. 展开更多

关键词 伯努利定理 适用条件 流场 流涡面

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基于表面压力信息的空间流向涡识别方法

8

作者 郭江龙 顾蕴松 +1 位作者 罗帅 李琳恺 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期186-197,共12页

旋涡与表面的相互作用广泛存在于各类飞行器的绕流中,旋涡影响飞行器表面的压力分布,引起其气动特性的改变。而表面压力分布同样反映飞行器绕流中复杂涡系的空间流动特征,结合迎角、侧滑角等来流参数,可以判断飞行器受力状态和运动趋势... 旋涡与表面的相互作用广泛存在于各类飞行器的绕流中,旋涡影响飞行器表面的压力分布,引起其气动特性的改变。而表面压力分布同样反映飞行器绕流中复杂涡系的空间流动特征,结合迎角、侧滑角等来流参数,可以判断飞行器受力状态和运动趋势。以平面点涡和“镜像涡”理论为基础,建立基于表面展向压力分布曲线的空间涡识别方法。根据截面展向压力分布曲线是否存在因主涡诱导下洗气流产生的正压区,定义流向旋涡的近物面流动和远物面流动;根据二次涡相对于主涡的位置,定义压力分布曲线的“近二次涡侧”和“远二次涡侧”。利用展向压力分布曲线“远二次涡侧”的1/4峰值、峰值及其展向位置,识别流向旋涡空间位置特征和强度特征。搭建涡-面相互作用试验平台,比较空间流场测量结果和表面压力信息识别结果,验证该方法有效性。研究结果表明:通过表面压力分布曲线可以辨识流向旋涡的空间位置和强度特征,空间流场测量与基于表面压力信息的旋涡识别结果的关联性分析验证了该方法的有效性。为重构飞行器周围旋涡流动结构,以及实现飞行器气动力的预测奠定了重要的技术基础。 展开更多

关键词 旋涡识别 涡面干扰 旋涡强度 旋涡中心位置 关联性分析

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流向涡-面干扰流动特征 被引量：1

9

作者 孙之骏 顾蕴松 赵航 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期470-478,共9页

旋涡与物面相互作用广泛存在于各类飞行器的绕流中,旋涡改变了物面的压力分布,物面影响了旋涡的空间演化,进而影响飞行器的气动特性。针对流向涡与物面相互作用过程中的流动压力特征关系开展研究。采用风洞试验手段,获取旋涡流动结构的... 旋涡与物面相互作用广泛存在于各类飞行器的绕流中,旋涡改变了物面的压力分布,物面影响了旋涡的空间演化,进而影响飞行器的气动特性。针对流向涡与物面相互作用过程中的流动压力特征关系开展研究。采用风洞试验手段,获取旋涡流动结构的空间演化规律及物面压力载荷分布特征。结果表明:流向涡在作用过程中不仅会发生展向位移,而且会发生法向离面位移。试验参数范围内,入射高度降低0.1c,展向位移最大量增加0.3c,法向位移最大量增加0.02c。物面受旋涡影响出现集中的条带状低压分布以及"双峰形"压力脉动集中区。物面压力特征变化可为后续开展涡-面流动模型重构研究提供试验支撑。 展开更多

关键词 流向涡 涡面干扰 粒子图像测速 压力测量 涡核滑移

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湍流预混燃烧中的非各向同性速度统计与涡面结构

10

作者 游加平 卢臻 杨越 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期603-610,共8页

尽管统计局部各向同性假设已广泛用于湍流理论和建模,但湍流预混火焰的局部释热会令附近流体密度与黏性发生突变,进而使湍流流场呈现非各向同性统计。我们将涡面场方法推广于湍流预混燃烧,用于表征非各向同性涡面结构。发现未燃侧的小... 尽管统计局部各向同性假设已广泛用于湍流理论和建模,但湍流预混火焰的局部释热会令附近流体密度与黏性发生突变,进而使湍流流场呈现非各向同性统计。我们将涡面场方法推广于湍流预混燃烧,用于表征非各向同性涡面结构。发现未燃侧的小尺度缠绕扭曲涡管在火焰区受到热膨胀的拉伸作用,在已燃侧融合为大尺度块状结构。结合拟涡能输运方程和雷诺应力Lumley三角形,分析发现从未燃侧到已燃侧速度场非各向同性程度逐步增加,且涡面几何结构的变化与速度场局部非各向同性统计高度相关。 展开更多

关键词 湍流燃烧 预混火焰 涡面场 非各向同性统计 直接数值模拟

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进气道喘振研究

11

作者 宋志安 《气动研究与实验》 1996年第2期11-27,共17页

由于试验技术的发展，特别是动态测量技术的创新，现在才使我们有可能到喘振这块既熟悉又陌生的领地去探密。本文从能量守恒、流量连续和激波前后能量损失等不同角度对喘振的物理现象和喘振机理进行了综合分析。对喘振过程中的能量变化... 由于试验技术的发展，特别是动态测量技术的创新，现在才使我们有可能到喘振这块既熟悉又陌生的领地去探密。本文从能量守恒、流量连续和激波前后能量损失等不同角度对喘振的物理现象和喘振机理进行了综合分析。对喘振过程中的能量变化、流量振荡和喘振频率等重要参数进行了逐一讨论。喘振特性是集中体现在喘振时的σ-φ曲线上，它呈“8”或“0”字形，这是国内外从未见过的曲线，本文对“8”和“0”字各段对应的能量变化、流量变化和激波位置等情况作了详尽分析。 展开更多

关键词 进气道 喘振 压力振动频率 费里涡面准则 飞机 测量 试验

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蜗壳式旋风分离器内部流场空间的涡分析 被引量：15

12

作者 高助威 王江云 +2 位作者 王娟 毛羽 魏耀东 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期3006-3013,共8页

为了研究旋风分离器内部空间涡的特性,采用改进的RNG k-ε模型对单入口蜗壳式旋风分离器进行气相流场数值模拟。同时,引入Q判据识别涡的结构,并做出三维涡等值面,使空间涡的结构更加直观和具体;结果表明,利用Q判据做出的涡等值面在筒体... 为了研究旋风分离器内部空间涡的特性,采用改进的RNG k-ε模型对单入口蜗壳式旋风分离器进行气相流场数值模拟。同时,引入Q判据识别涡的结构,并做出三维涡等值面,使空间涡的结构更加直观和具体;结果表明,利用Q判据做出的涡等值面在筒体上部区域等效直径较大,沿轴线向下,涡面等效直径逐渐减小,表明涡携带能量逐渐衰减;涡等值面并不是绕中心轴线呈规则圆周分布,而是扭曲的。在边壁处,因摩擦阻力存在,涡量急剧变小,涡的能量损失加剧。此外,涡核中心偏离几何中心的变化趋势,呈现先增大后逐渐减小直至较为平稳的过程,在此过程中,涡迅速发展,甚至破裂,产生动能损失。因此,提高涡结构的平衡,有利于改善旋流的不稳定性,降低能量损失,从而提高分离效率。 展开更多

关键词 旋风分离器 涡结构 Q判据 涡等值面 涡核中心

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基于Q判据的不同排气管直径旋风分离器内部涡分析 被引量：10

13

作者 高助威 王娟 +3 位作者 王江云 毛羽 李军 魏耀东 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1172-1180,共9页

为了研究排气管直径对旋风分离器内部流场的影响,采用雷诺应力模型对4种不同排气管直径的旋风分离器进行气相流场的数值模拟,同时引入Q判据识别内部空间涡的结构。结果表明,利用Q判据做出的涡等值面,可以较为直观地看出涡结构的变化趋... 为了研究排气管直径对旋风分离器内部流场的影响,采用雷诺应力模型对4种不同排气管直径的旋风分离器进行气相流场的数值模拟,同时引入Q判据识别内部空间涡的结构。结果表明,利用Q判据做出的涡等值面,可以较为直观地看出涡结构的变化趋势。在一定范围内,减小排气管的相对直径,可以使旋风分离器内部流动更加稳定;但当排气管直径过小时,内部湍动作用会加剧,能量损失加大。在壁面处,有封闭的涡线形成,能量损失加剧;改善壁面处的涡平衡,可以有效抑制封闭涡线的形成,从而减小能量损失,提高分离效率。此外,涡核摆动并不是随着排气管直径的增大就越剧烈,而是存在一个极值,在极值处涡核摆动整体最小;适当地调整排气管直径,有利于涡结构的平衡,提高流体的稳定性,从而提高分离效率。 展开更多

关键词 旋风分离器 排气管直径 Q判据 涡等值面 涡线图

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水平轴风力机多涡格升力面涡尾迹法的研究 被引量：2

14

作者 王渊博 李春 栾忠骏 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1070-1075,共6页

针对NREL Phase VI实验双叶片水平轴风力机,采用基于多涡格升力面的自由尾迹法模拟其低风速及高风速气动性能。由于高风速失速延迟导致尾缘分离滞后,建立Kirchhoff-Helmholz尾缘分离预估模型与Du-Selig失速延迟模型耦合的三维尾缘分离... 针对NREL Phase VI实验双叶片水平轴风力机,采用基于多涡格升力面的自由尾迹法模拟其低风速及高风速气动性能。由于高风速失速延迟导致尾缘分离滞后,建立Kirchhoff-Helmholz尾缘分离预估模型与Du-Selig失速延迟模型耦合的三维尾缘分离预估模型。计算低风速及高风速不同的偏航角工况,对比分析不同涡格数对模拟结果的影响。研究结果表明:涡格数对低风速工况影响甚小,对高风速影响很大,且采用两涡格的三维尾缘分离预估模型对法向力系数和弦向力系数的模拟最为精确。 展开更多

关键词 水平轴风力机 多涡格升力面 自由涡尾迹 涡格数 偏航 失速延迟 尾缘分离

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